Sada se mnogo radi na analizi prirode i obima poreme?aja izazvanih u biosferi; Na?alost, mnogo manje istra?ivanja je posve?eno ispitivanju kako ove promjene uti?u biolo?ke karakteristike ljudskim i drugim organizmima. To se posebno odnosi na genetske posljedice zaga?enja, iako one mogu imati odlu?uju?i utjecaj na sudbinu ?ovje?anstva u cjelini. Mutageni iz okoline su u stanju da prodru u ?elije i uti?u na njihov genetski program (uzrokuju mutacije). U slu?aju da lezija zahvati DNK koja se nalazi u ljudskim zametnim stanicama, embriji umiru ili se ra?aju bebe sa nasljednim defektima. Mutacije u tjelesnim stanicama (somatskim stanicama) uzrokuju rak, lezije imunolo?ki sistem, smanjiti o?ekivani ?ivotni vijek.

genetski teret. Dru?tveni i biolo?ki kriterijumi kvaliteta ?oveka se ne poklapaju, ali nisu ni toliko udaljeni jedan od drugog. genetsko optere?enje. Stalni pritisak mutacija i migracija gena, kao i cijepanje biolo?ki manje prilago?enih genotipova na uravnote?enim polimorfnim lokusima. Koncept genetskog optere?enja uveo je H. M?ller 1950. godine u svom radu “Our load of mutations”. Prosje?na vrijednost genetskog optere?enja kod ljudi je 3-5 smrtonosnih ekvivalenata. GENETSKO OPTERE?ENJE - dio nasljedne varijabilnosti populacija ( genetske informacije), ?to odre?uje pojavu manje prilago?enih jedinki koje umiru u procesu prirodne selekcije. Studija G.g. u obliku ?tetnih mutacija kod ljudi (nasljedne bolesti, uro?ene mane razvoj) je va?no za prakti?na pitanja medicinska genetika. Uz pove?anje zaga?enja okru?enje pove?ava se u?estalost ?tetnih mutacija. Genetsko optere?enje u mnogim porodicama najjasnije se manifestuje pri ro?enju dece sa razli?ite vrste genetske abnormalnosti u vidu fizi?kih i mentalnih nedostataka. Danas se ra?a 10% takve djece, tj. me?u milionima dece, sto hiljada se ra?a sa razli?itim odstupanjima od normalnog razvoja.

Genetsko optere?enje - stalno prisustvo u genetskom fondu populacije ili vrste (uklju?uju?i ljude) ?tetnih mutantnih (promijenjenih) gena, koje obi?no nastaju pod utjecajem razli?itih mutagenih faktora okoline. Genetsko optere?enje - prisutnost i akumulacija u populaciji negativnih genetskih promjena, smrtonosnih mutacija, ?to dovodi do pove?anja u?estalosti nasljednih bolesti i smanjenja odr?ivosti u nizu generacija.

Genetsko optere?enje - skup nepovoljnih gena koje su ljudi modernih generacija naslijedili od ljudi prethodnih generacija, kao i rezultat mutacija u svakoj novoj generaciji. Ovo "genetsko optere?enje" je skupo za ljude i ekonomski i psihi?ki. Smatra se da je kriti?na vrijednost u?estalosti genetskih poreme?aja kod novoro?en?adi 13%. To zna?i da je genetsko optere?enje ve? toliko veliko da degeneracija populacije postaje neizbje?na. Ina?e, to je bio jedan od glavnih razloga koji je natjerao suprotstavljene nuklearne sile jo? 1960-ih da pristanu na prestanak testiranja ovog oru?ja u zraku, na kopnu i na vodi. Ipak Nuklearno zaga?enje okru?enje se ponovo pove?ava. Osim toga, mnogi hemijske supstance zaga?uju?i vazduh, vodu i hranu, imaju sna?no mutageno dejstvo. Ovo ugro?ava o?uvanje ljudskog genofonda.

Metoda genetskog pra?enja se zaista po?inje razvijati, postavlja sebi zadatak da utvrdi obim i dinamiku kr?enja nasljednog zdravlja ljudi, zbog utjecaja genetskog optere?enja. Genetske posljedice zaga?enja ?ovjekove okoline jo? uvijek nisu dovoljno prou?ene. Uticaj genetskog optere?enja na privredu, rad i resurse odbrane je veoma visok. Samo sadr?aj pacijenata sa Daunovim sindromom i fenilketonurijom, od kojih je 75.680 osoba primljeno u domove za invalide u Moskvi izme?u 1964. i 1979. godine, ko?tao je dr?avu milijardu rubalja (po tada?njim cenama).

mutacijski teret Karakterizira ga prisustvo hromozomskih i genskih mutacija u genomu, uglavnom dominantnih, sa jasnim smrtnim ishodom, au modernim ljudskim populacijama ima tendenciju zna?ajnog porasta. Pritisak mutacija na svaku generaciju ljudi je veoma visok. Kod ljudi je prosje?na stopa mutacija 5 10.

U njegovim zametnim ?elijama ima oko 100 hiljada gena. Svako oplo?eno jaje primi u prosjeku 10 novih mutacija (N.P. Dubinin, 1990). Utvr?eno je da u svakoj generaciji 50% oplo?enih jaja ili umire, ili organizmi koji nastaju iz njih ne ostavljaju potomstvo. Istovremeno, 12% brakova je neplodno zbog nedostataka u reproduktivnom sistemu. Prema N.P. Dubinina, udvostru?avanje volumena prirodnih mutacija je neprihvatljivo za ljude, posebno ako se uzme u obzir da se genetsko optere?enje najjasnije manifestira pri ro?enju djece s razli?itim genetskim abnormalnostima u vidu fizi?kih i mentalnih nedostataka (10%).

Sve povrede u genetskoj informaciji osobe koje naru?avaju nasljedno zdravlje stanovni?tva objedinjuju se pod nazivom genetski teret (N.P. Dubinin, 1978, 1990). Uvo?enje genetskog monitoringa ?ivotne sredine omogu?i?e utvr?ivanje patogeneze poreme?aja u ljudskom genskom fondu pod uticajem sve ve?eg pritiska deformisane zaga?ene sredine. Utjecaj zra?enja i genetsko optere?enje na ljudske populacije”. ?ivot u atomskom i hemijskom svijetu. Razlikovati segregaciju i mutacijski teret. Optere?enje segregacije je dio genetskog optere?enja koje su ljudi modernih generacija naslijedili od ljudi koji su pripadali generacijama koje su ?ivjele mnogo prethodnih stolje?a. Mo?da je ovaj teret do?ao na prethodne i moderne generacije od predaka koji su ?ivjeli u razli?itim fazama antropogeneze. Mo?emo re?i da je optere?enje segregacije predstavljeno "starim" mutacijama.

Optere?enje mutacijom dio je genetskog optere?enja, koje nastaje zbog "novih", odnosno "svje?ih" mutacija gena i hromozoma koje se iznova javljaju u svakoj novoj generaciji. Na?alost, stvarna vrijednost ?tete uzrokovane genetskim optere?enjem koje se javlja u svakoj generaciji nasljednom zdravlju populacije do sada nije pouzdano procijenjena. Od nuklearne industrije do po?etak XXI veka, prema R. Bertellu, najmanje 223 miliona ljudi je bilo genetski zahva?eno (Bertell, in litt., 2000). Mora se uzeti u obzir da se ove genetske promjene mogu prenositi s generacije na generaciju.

Kao rezultat toga, genetsko optere?enje u ljudskoj populaciji mo?e dosti?i katastrofalne vrijednosti u nekoliko generacija. Trenutno va?no integrisani sistem aktivnosti za genetsko pra?enje populacija u kombinaciji sa skriningom hemijska jedinjenja za mutagenu aktivnost. Gornji dijagram je dat u najop?tijem obliku. ?ema je zasnovana na principu pra?enja - kontinuirano pra?enje. Na nivou globalnog i lokalnog zaga?enja biosfere izdvaja se integralno pra?enje rasta uro?enih mana u ljudskim populacijama. Ovaj dio problema mo?e se dijelom rije?iti kori?tenjem ve? poznatih metoda za obra?un broja uro?enih bolesti i anomalija u populacijama, biohemijskim skriningom na izomorfne proteine i citogenetskim skriningom. Poznatu korist mogu donijeti podaci o dinamici malignih neoplazmi i promjenama u o?ekivanom ?ivotnom vijeku.

Paralelno, potrebno je procijeniti genetsko optere?enje u ?ivotinjskim i biljnim populacijama. Prilikom prou?avanja odnosa izme?u stanja okoli?a i genetskog optere?enja, otkriva se posebna ranjivost neuropsihi?kih funkcija osobe. Prema globalnim podacima, bilje?i se godi?nji porast broja djece s invaliditetom. Dakle, prema minimalnim procjenama, mentalni poreme?aji se uo?avaju kod otprilike 10% stanovni?tva na?e zemlje, ?to je oko 15 miliona ljudi. Tek 1990. god srednja ?kola Obu?eno je 0,8 miliona djece sa o?te?enim mentalnim sposobnostima. Izdr?avanje mentalno retardirane djece ko?ta dr?avu stotine miliona rubalja, tj. zna?ajan uticaj na njegovu ekonomiju. Jedan od ovih pristupa se odnosi na uzimanje u obzir karakteristika stanovni?tva. Kao indikator za procjenu genetskog optere?enja koriste se medicinski i statisti?ki pokazatelji (u?estalost spontanih poba?aja, mrtvoro?enih, poro?ajna te?ina, vjerovatno?a pre?ivljavanja, omjer polova, u?estalost uro?enih i ste?enih bolesti, pokazatelji rasta i razvoja djece).

U skladu sa navedenim, N. P. Dubinin donosi veoma va?an zaklju?ak o potrebi organizovanja javna slu?ba genetski monitoring, osmi?ljen da realno odredi obim i rast genetskog optere?enja u skladu sa stepenom ekolo?kog stresa i razvije preporuke za prevenciju faktora koji dovode do njegovog pove?anja. Glavna pote?ko?a koja spre?ava pra?enje ispoljavanja novih mutacija u ljudskoj populaciji je ogromna raznolikost genetskih karakteristika ljudi i ?injenica da su ove populacije ve? akumulirale veliko genetsko optere?enje.

O njegovoj vrijednosti svjedo?i u?estalost nasljednih bolesti i uro?enih deformiteta. U nizu evropskih zemalja i SAD godi?nje se rodi od 3 do 7%, au Japanu i do 10% dece sa genetski kontrolisanom kongenitalne bolesti. Ove vrijednosti ?e se pove?ati ako dodamo dovoljno veliki broj nasljedne bolesti koje se manifestiraju do kraja prve godine razvoja, a nisu otkrivene pri ro?enju. Bilo koji ?ivi sistem, koriste?i povratnu informaciju, uvijek te?i samoodr?anju. Sistem povratne informacije u biosferi ima za cilj eliminaciju1 ?ovjeka kao vrste. Pove?ava se genetski “optere?enje” ?ovje?anstva, rastu mentalne i nervne bolesti, smanjuje se op?ta otpornost na bolesti, pove?ava se stres od prenaseljenosti u gradovima, agresije, straha itd., sa?uvajte preostale i po mogu?nosti , vra?aju izgubljenu biotu planete kroz prirodnu samoregulaciju prirodnog okru?enja.

Ako se deformiteti javljaju tokom embriogeneze, onda u prirodi tako mala ljudska bi?a ne bi bila odr?iva. Me?utim, moderna medicina im omogu?ava da pre?ive. Takve osobe, nose?i deformitete ili mutantne gene, ponekad mogu da rode, optere?uju?i tako genetski teret ?ovje?anstva. N. P. Dubinin pi?e: „Prema podacima moskovskih domova za invalide, za period od 1964. do 1979. godine, u ove domove je primljeno 75.680 pacijenata sa fenilketonurijom i Downovim sindromom zbog mentalne retardacije. Njihovo odr?avanje za to vrijeme ko?talo je dr?avu milijardu rubalja. Tolika je cijena dvije bolesti. Zapravo, broj ljudi u na?oj zemlji pogo?enih genetskim optere?enjem kre?e se u desetinama miliona. ?ovje?anstvo postaje sve bolesnije i degenerirano. Jedan od glavnih uzroka antropoekolo?kog stresa i umora je nesklad izme?u adaptivnih sposobnosti ljudskog tijela, koji se formirao u procesu evolucije tokom mnogih milenijuma, i savremenim uslovima njegovo stani?te, koje se mo?e dramati?no promijeniti tokom nekoliko decenija.

Upravo ta disproporcija mo?e uzrokovati genetsku napetost i umor, ?to je izraz genetskog optere?enja. Ako su “prosje?ne” procjene uticaja zaga?enja ?ivotne sredine na morbiditet od neke va?nosti, onda, bez obzira na konkretne vrednosti ovog odnosa u razli?itim slu?ajevima, stru?njaci su jednoglasni da je stepen ovog uticaja u mnogim zemljama bio manji. naglo raste poslednjih decenija. U prvom poglavlju je ve? re?eno da je osloba?anje ?ovjeka od prirodne selekcije dovelo do pove?anja nepovoljnog genetskog optere?enja i slabljenja prirodne odbrane tijela. U tom kontekstu, pogor?anje kvaliteta ?ivotne sredine ima sve ve?i uticaj na zdravlje ljudi. Mnoga takva stanja se subjektivno ne percipiraju kao uzrokovana zaga?enjem ?ivotne sredine.

Me?utim, umjetna selekcija i selekcija u nekim slu?ajevima su imali negativne posljedice. U agrarnim pejza?ima uspje?nije su se razmno?avale ?ivotinje prilago?ene ?ivotu u uvjetima koje je stvorio ?ovjek (pa?njaci, ?tale itd.). Uz sve ve?u zavisnost od ve?ta?ki uslovi stani?ta i ishrane, sa?uvani su takvi genotipovi koji bi te?ko pre?ivjeli u divljini. Uz ljudsku brigu, genetski inferiorne ?ivotinje obi?no ne izumiru. Istovremeno, “inferiorni”, “?tetni”, “negativni” geni ne nestaju, ve? se nastavljaju akumulirati i razmno?avati u populacijama. To je dovelo do pojave i akumulacije nasljednog optere?enja (“genetskog tereta”) u sto?arstvu. Mladunci oboljeli zbog mutantnih gena (hromozomske promjene), kao i kao posljedica razvojnih poreme?aja tokom embriogeneze, nisu odr?ivi u uslovima divlje ?ivotinje i najvjerovatnije bi bio "odbijen" od njega. Me?utim, razvoj medicine i op?enito pove?anje ?ivotnog standarda ?ovjeka, posebno u 19. i 20. stolje?u, izveli su ljudsku populaciju izvan uticaja prirodne selekcije, te je stoga ?ovje?anstvo nagomilalo prili?no zna?ajan genetski teret. U na?e vrijeme poznato je vi?e od dvije hiljade nasljednih ljudskih bolesti uzrokovanih raznim mutacijama.

Evolucijske promjene povezane su ne samo s formiranjem i izumiranjem vrsta, transformacijom organa, ve? i s restrukturiranjem ontogenetskog razvoja.

Ontogeneza - ovo je individualni razvoj, to je integralno svojstvo ?ivota, kao evolucija, i njen proizvod. Organizam u ontogenezi u bilo kojoj fazi razvoja nije mozaik dijelova, organa ili osobina. Morfolo?ki i funkcionalni integritet organizma u njegovim vitalnim manifestacijama ne izaziva nikakve sumnje. ?ak je i Aristotel, upore?uju?i razli?ite organizme, utvrdio jedinstvo njihove strukture i potkrijepio doktrinu o morfolo?koj sli?nosti. Stavovi J. Cuviera bili su od velikog zna?aja u istoriji pitanja me?uzavisnosti delova tela. Prema njemu, tijelo je integralni sistem ?ija je struktura odre?ena njegovom funkcijom; pojedini dijelovi i organi su me?usobno povezani, njihove funkcije su uskla?ene i prilago?ene poznatim uslovima spolja?nje okru?enje. C. Darwin je primetio da je koordinacija delova rezultat istorijskog procesa prilago?avanja organizma uslovima ?ivota. Kasnije su mnogi nau?nici isticali ?injenicu da se organizam uvijek razvija kao cjelina. Ontogeneza se mo?e definisati kao komplikacija organizacije date generacije. Proces ontogeneze je realizacija genetske informacije.

Ontogeneza je unapred odre?en proces, a za razliku od evolucije, to je razvoj po programu, razvoj usmeren ka odre?enom kona?nom cilju, a to je postizanje polne zrelosti i reprodukcije. Kako te?a organizacija odraslog organizma, a to je odraz evolucije, ?to je te?e i du?i proces njegovu ontogenezu.

Ontogeneza se sastoji od faza (jedna karakteristika ontogeneze): embrionalni stadij, postembrionalni razvoj i ?ivot odraslog organizma. Velike faze (periode) razvoja mogu se podijeliti na vi?e frakcijske faze, kao u embrionalnom razvoju kralje?njaka - blastula, gastrula, neurula. Faza cijepanja se, zauzvrat, mo?e podijeliti na faze od dva, ?etiri, osam ili vi?e blastomera. Kao rezultat toga, ideja o fazama ontogeneze se gubi i pojavljuje se potpuno glatki proces individualnog razvoja. Promjena u grupi u filogeniji mo?e nastati samo kroz promjenu ontogeneze, obi?no se te promjene u individualnom razvoju odnose na kasnije faze razvoja, kao ?to je gore navedeno. Po prvi put, odnos izme?u ontogeneze i filogeneze otkriven je u brojnim odredbama K. Baera, kojima je Charles Darwin dao generalizirani naziv "Zakon Germine sli?nosti". F. M?ller je 1864. godine formulirao tezu da su filogenetske transformacije povezane s ontogenetskim promjenama i da se taj odnos manifestira na dva na?ina.

Radovi F. M?llera poslu?ili su kao osnova za formulaciju E. Haeckel (1866.) biogenetski zakon , prema kojem je "ontogenija kratko i brzo ponavljanje filogeneze." Osnova biogenetskog zakona, kao i rekapitulacije, le?i u empirijskoj pravilnosti koja se ogleda u zakonu germinativne sli?nosti K. Baera. Njegova su?tina je sljede?a: najranija faza zadr?ava zna?ajnu sli?nost s odgovaraju?im fazama u razvoju srodnih oblika.

Rezultati evolucije ontogeneze:

• 1) racionalizacija;
• 2) autonomija;
• 3) embrionizacija.

Racionalizacija je pobolj?anje procesa njegovim pojednostavljivanjem. Prvi put je odnos ontota i filogeneze otkrio K. Baer u nizu odredbi koje je Darwin nazvao "zakon germinalne sli?nosti"; njegova je su?tina sljede?a: najraniji stadij zadr?ava zna?ajnu sli?nost u skladu sa fazama. razvoja srodnih oblika. Odnosno, proces ontogeneze je dobro poznato ponavljanje mnogih strukturnih karakteristika oblika predaka: na ranim fazama razvoj - udaljeniji preci, a kasnije - vi?e srodni oblici.

Severcovljeva teorija filebriogeneze je teorija prema kojoj se evolucija odvija promjenom toka ontogeneze, odnosno nasljedne promjene u strukturi ?ivotinjskih organa koje naru?avaju tok povijesnog razvoja i mijenjaju strukturu odraslih osoba manifestiraju se u embrionalnom. razvoj. Filogeneza je, prema autoru, ukupnost ontogenija genetskog niza generacija i svih onih nasljednih transformacija koje se javljaju u razli?itim fazama individualnog razvoja ?ivotinja u nizu generacija.

Anabolija, ili superponiranje faza,-- evolucijske promjene u morfogenezi u zavr?nim fazama embrionalnog razvoja. Zbog ?injenice da anabolizam mijenja kasnije faze razvoja organa, ne izazivaju zna?ajnije restrukturiranje drugih dijelova tijela, stoga su ?e??i. Anabolizmom se uglavnom formiraju vrste i generi?ke karakteristike.

Devijacija-- evolucijska preure?ivanja u srednjim fazama embrionalnog razvoja organa. Na primjer, postoje sli?nosti u formiranju i po?etnom razvoju krlju?ti kod morskih pasa i gmizavaca. U srednjim fazama embrionalnog razvoja gmizavaca javljaju se odstupanja koja dovode do stvaranja keratiniziranih ljuski, dok kod morskih pasa oko?tale ljuske sa zubastim oblikom. O?igledno, gomolji i lukovice u biljkama nastali su devijacijom. Istovremeno, rekapitulacija (ponavljanje osobina predaka) se opa?a samo do srednjih faza embriogeneze, a zatim razvoj ide novim putem.

Arhalaksija-- promjene po?etnim fazama embriogeneza ili promjene u rudimentima samog organa. Na ovaj na?in dolazi do razvoja dlake sisara - derivata ko?e - bez ponavljanja likova predaka. Arhalaksija od samog po?etka uzrokuje radikalno restrukturiranje u razvoju organa. Mogu uzrokovati disfunkciju organa i njegovih veza s drugim dijelovima tijela, ?to mo?e dovesti do smrti. O?igledno je, dakle, u filogenezi oni manje uobi?ajeni od drugih filebriogeneza. Kod arhalaksije se ne po?tuju palingeneza i rekapitulacija, pa su stoga odredbe biogenetskog zakona ovdje neprihvatljive.

Treba napomenuti da razli?ite vrste filebriogeneze nisu izolovane, povezane su i imaju me?usobne prelaze. Filembriogeneza je karakteristi?na za biljke. Javljaju se u razli?itim fazama razvoja i mogu biti pozitivne (pojava novih osobina) ili negativne (gubitak, gubitak stare osobine).

Ako biogenetski zakon fiksira pa?nju na zavisnost ontogeneze o filogenezi (F>O), onda teorija filebriogeneze pokazuje da promene u ontogenezi uti?u i na filogenezu (F-O) - ontogenetsku uslovljenost filogeneze.

Teorija

Odre?ivanje ukupnog broja recesivnih gena u ljudskim populacijama. Homozigoti, posebno za rijetke bolesti, ?e??i su me?u djecom iz srodnih brakova nego u op?oj populaciji. Na osnovu toga mogu?e je odrediti broj takvih recesivnih gena kod svakog pojedinca u populaciji.

Na primjer, neka je vjerovatno?a da je gen nasumi?no odabran od pojedinca po porijeklu identi?an jednom od dva alela istog lokusa njegovog brata (sestre) jednaka 1/2. Ako jedan od bra?e i sestara u braku izme?u brata i sestre nosi gen koji uzrokuje recesivnu bolest u homozigotnom stanju, onda drugi brat i sestra ima taj gen sa vjerovatno?om 1/2, a rizik od bolesti za svako dijete ovog par je 1/4. Stoga je vjerovatno?a da ?e barem jedno dijete iz ovog braka biti bolesno jednaka l–(3/4) s, gdje s- broj dece u braku. Dakle, analizom u?estalosti recesivnih bolesti kod potomaka odre?enog broja brakova izme?u bra?e i sestara (pod uslovom da ne postoji selekcija po nekoj drugoj osobini) mogu?e je odrediti prosje?an broj jedinki u populaciji koje imaju ovaj recesivni gen. Isto rezonovanje va?i i za brakove izme?u oca i ?erke. Me?utim, brakovi izme?u takvih bliskih ro?aka su izuzetno rijetki i zakonom zabranjeni. Osim toga, pojedinci koji ulaze u

350 6. Populaciona genetika

Intuitivne pretpostavke: na? teret mutacija. Poznati geneti?ar G. M?ller sa mlade godine bio okupiran idejom da za ?ovjeka kao vrstu postoji opasnost od biolo?ke degeneracije. Vjerovao je da ?e prije ili kasnije ?ovje?anstvo uroniti u ponor patnje od bolesti i mentalnih poreme?aja.

Po?etkom veka, ove strahove su delili mnogi nau?nici; upravo su oni izazvali pojavu djela F. Galtona i eugeni?kog pokreta.

M?llerovi argumenti su detaljno opisani u njegovom radu Our Load of Mutations (1950). Najva?nije odredbe ovog ?lana mogu se formulirati na sljede?i na?in:

a) ve?ina ljudskih zigota umire ili gubi sposobnost dijeljenja kao rezultat mutacija;

b) ukupna stopa mutacija po pojedincu, tj. ukupan broj novih mutacija sadr?anih u te dvije zametne stanice iz kojih poti?e je jedna mutacija na 2-10 zametnih stanica;

c) svaka jedinka je heterozigotna za nekoliko gena koji su smrtonosni u homozigotnom stanju; ovi geni obi?no ?ak iu heterozigotnom stanju imaju ?tetan u?inak;

d) zbog slabljenja intenziteta prirodne selekcije, broj ?tetnih gena u ljudskim populacijama prijete?i raste; njihova u?estalost mo?e prema?iti kriti?ni nivo, nakon ?ega ?e se ljudski genetski sistem uru?iti i ljudska vrsta ?e nestati;

e) ova opasnost se pogor?ava zbog pove?ane izlo?enosti jonizuju?e zra?enje;

f) opasne tendencije moraju se suprotstaviti vje?ta?kom regulacijom ljudske reprodukcije.

Otkako je M?ller formulirao ove odredbe, na?e znanje o ljudskoj genetici je dopunjeno i dobili smo prili?no ta?an odgovor na neka od pitanja koja je postavio. Izdvojimo jednu od njih, a to je tvrdnja da je svaka osoba heterozigotna za nekoliko gena, smrtonosna u homozigotnom i nepovoljna ?ak i u heterozigotnom stanju.

Utjecaj varijabilnosti na kondiciju. Formaliziraniji i racionalniji koncept razvio je Haldane u nekoliko radova, posebno u onom pod nazivom Efekat varijabilnosti na kondiciju. Haldane je definisao sposobnost genotipa kao prosje?an broj potomaka koje je ostavila jedinka tog genotipa i primijetio da je prosje?na sposobnost vrste gotovo uvijek blizu jedan, ina?e ?e se veli?ina populacije vrlo brzo pove?ati.

Me?utim, u bilo kojoj vrsti, sposobnost nekih genotipova je ispod 1 i pada na nulu u slu?aju smrtonosnih gena i gena koji uzrokuju potpuni sterilitet. Stoga, sposobnost "standardnog" genotipa koji ne sadr?i nepovoljne gene mora biti ve?a od jedan.

Sasvim je jasno da se, u stanju ravnote?e, geni sa ?tetnim efektima prirodnom selekcijom odbacuju potpuno istom brzinom kao ?to nastaju mutacijom. Nebitno je da li je gen smrtonosan ili gotovo bezopasan. U prvom slu?aju, svaka individua koja ima takav gen biva uklonjena selekcijom, ili, ako je gen recesivan, svaka jedinka koja je homozigotna za ovaj gen. U drugom slu?aju, odr?ivost ili plodnost osoba koje nose dati gen mo?e se smanjiti za samo hiljaditi dio. Me?utim, u oba slu?aja, pad sposobnosti vrste ovisi samo o stopi mutacije, a ne o utjecaju gena na fitnes pojedinca koji ga nosi.

Pa?ljivi ?italac je mo?da ve? shvatio da je ova izjava generalizacija Haldaneovih argumenata koji opravdavaju indirektnu metodu za procjenu stope mutacija kod ljudi (odjeljak 5.1.3.1). Nakon ?to je napravio preliminarnu analizu ukupne stope mutacija kod Drosophile, Haldane nastavlja: „Ovo je cijena koju vrsta pla?a za varijabilnost, ?to je vjerovatno neophodno stanje evolucija."

6. Populaciona genetika 351

U novijem radu, Haldane je procijenio koliko bi se sposobnost morala smanjiti da bi adaptivni gen bio zamijenjen prirodnom selekcijom u toku evolucije.

Koncept genetskog optere?enja koristio je Morton za procjenu mutacije u ljudskim populacijama u svom radu: Odre?ivanje mutacionog optere?enja kod ljudi iz podataka o srodnim brakovima.

Definicija genetskog tereta. Morton, Crowe i M?ller razlikuju generalno genetsko optere?enje uzrokovano ?tetnim mutacijama prisutnim u ljudskom genomu i izra?eno genetsko optere?enje; oba su izra?ena u smrtonosnim ekvivalentima. Smrtonosni ekvivalent je broj mutacija koje, kada su raspore?ene me?u vi?e jedinki, u prosjeku dovode do jedne smrtni ishod iz genetskih razloga. Na primjer, smrtonosni ekvivalent odgovara jednoj smrtonosnoj mutaciji, koja uzrokuje smrt pojedinca u svim slu?ajevima, ili dvije mutacije, od kojih svaka dovodi do smrti u 50% slu?ajeva. General cargo po gameti se definira kao prosje?an broj smrtonosnih ekvivalenata po takvoj zigoti, koji nastaje udvostru?avanjem svih hromozoma gamete. Optere?enje koje se mo?e detektovati po gameti je prosje?an broj smrtonosnih ekvivalenata koji bi se dogodio ako bi ta gameta proizvela zigotu u kombinaciji s drugom gametom u skladu sa sistemom razmno?avanja koji prevladava u ovoj populaciji.

Ukupno genetsko optere?enje mo?e se procijeniti na sljede?i na?in. Razmotrite jedan genski lokus. Vjerovatno?a da ?e dati zigot pre?ivjeti uprkos ?tetnom u?inku mutacija na ovom lokusu je

Ovdje s = vjerovatno?a smrti zigote homozigotne za datu mutaciju; d-stepen dominacije ove mutacije ( h= 0 ako je gen potpuno recesivan, h= 1 ako gen dovodi do smrti u homozigotnom i heterozigotnom stanju sa istom frekvencijom); F-koeficijent inbreedinga.

Druga pretpostavka pretpostavlja nezavisno djelovanje genetskih i okoli?nih uzroka koji dovode do smrti. Pod ovim uslovom, udio pre?ivjelih zigota se procjenjuje na sljede?i na?in:

Evo Xj- vjerovatno?a smrti kao rezultat utjecaja bilo kojeg okoli?nog faktora. Proizvod uklju?uje sve x, i qs(u?estalosti ?tetnih mutacija). Pretpostavlja se da je broj ovih mutacija i broj faktora sredine x t odli?no, i individualne vrednosti vjerovatno?e su male. Stoga se ovaj izraz mo?e aproksimirati na sljede?i na?in:

Ovo je zauzvrat aproksimirano kao

S = e - (" 4+BF) ili - In S = A + BF,(6.16) gdje

Sumiranje se vr?i za sve faktore sredine i, shodno tome, za sve lokuse sa mutiranim alelima.

U populaciji koja se nasumi?no razmno?ava (F= 0) detektovano genetsko optere?enje zajedno sa optere?enjem okoline je jednako ALI. Vrijednost AT, s druge strane, mjeri skriveno genetsko optere?enje, koje se javlja samo u slu?aju potpune homozigotnosti (F= jedan). Ukupno genetsko optere?enje je qs,?to odgovara zbiru AT i genetsku komponentu ALI i stoga je izme?u AT i B + A.

AT i ALI mo?e se procijeniti kori?tenjem ponderiranih koeficijenata regresije lns (s je udio pre?ivjelih pojedinaca) na F. S obzirom na nizak stepen inbreedinga koji se obi?no opa?a u ljudskoj populaciji i nizak mortalitet kod potomaka nepovezanih roditelja, sljede?a pojednostavljena formula se koristi kao zadovoljavaju?a aproksimacija:

S= 1-A-BF(6.17)

352 6. Populaciona genetika

Prora?uni se vr?e na sljede?i na?in:

S 1 \u003d 1 - A, S 2 = 1 - A - FB, S 1 - S2 = B.F.;

gdje je S 1 broj pre?ivjelih potomaka u srodnim brakovima, a S 2 je broj pre?ivjelih potomaka u srodnim brakovima. Broj smrtonosnih ekvivalenata definira se kao razlika izme?u broja mrtvoro?enih i umrlih prije puberteta djece iz srodnih i nesrodnih brakova.

Primjer. U radu M?llera, Crowa i Mortona, za preliminarnu procjenu koli?ina ALI i AT koristio neke podatke o stanovni?tvu Francuske (tabela 6.19). Izra?unato za procjenu mrtvoro?enih i umrlih u djetinjstvu i adolescenciji (prije reproduktivne dobi) AT bio u rasponu izme?u 1,5 i 2,5; magnitude A+B bila ne?to ve?a. Stav B/A, koji ?e igrati va?nu ulogu u nastavku, varira od 15.06 do 24.41. To zna?i da, u prosjeku, gameta nosi toliki broj nepovoljnih gena da ?e, kada se rasporede me?u pojedina?ne jedinke i prenesu u homozigotno stanje, dovesti do smrti prije nego ?to dosegnu reproduktivnu dob od 1,5-2,5 ljudi. Ukupno genetsko optere?enje je 1,5-2,5 smrtonosnih ekvivalenata po gameti; 3-5 smrtonosnih ekvivalenata po zigoti. Ova kalkulacija ne uzima u obzir spontane poba?aje i smrti u odrasloj dobi (na primjer, tokom reproduktivnog perioda). Shodno tome, ovim pristupom se podcjenjuje procjena genetskog optere?enja. Vjerovatno je da je svaka osoba heterozigotna za nekoliko mutacija koje, kada su homozigotne, imaju negativan u?inak. Autori pa?ljivo primje?uju da razlika izme?u srodnih i nesrodnih brakova mo?e biti dijelom uzrokovana nebiolo?kim razlozima. Direktnim ispitivanjem utvr?ivan je samo ishod trudno?e u srodni?kim brakovima; mogu?e je da socioekonomske razlike izme?u urbanih i ruralnog stanovni?tva. Kasnije ?emo vidjeti da je ovo upozorenje potpuno opravdano.

Procjena otkrivenog genetskog optere?enja. Sljede?a ta?ka u rasu?ivanju autora bio je zaklju?ak da isti geni mogu imati ?tetno djelovanje i u heterozigotnom stanju, tj. da njihova "dominacija" h ve?i od 0. Prema formuli 6.15, vjerovatno?a eliminacije datog mutanta pod uslovima prirodni sistem crossover je pribli?no zxs, gdje je z = F+ q+h(notacija je ista kao gore). Mo?e se pokazati da je broj otkrivenih smrtonosnih ekvivalenata jednak proizvodu ukupnog broja smrtonosnih ekvivalenata i harmonijske sredine z vrijednosti za pojedina?ne mutante. Potrebne informacije za utvr?ivanje h nisu bili odsutni kod ljudi, stoga su kori?teni podaci dobiveni o Drosophila. Na osnovu njih, za 16 autosomnih smrtnih slu?ajeva, vrijednosti h sa prosjekom jednakim 0,04. S obzirom na to da bi se mutacije sa ?tetnijim u?inkom u prirodnim populacijama trebale rje?e javljati i pod pretpostavkom da se op?enito lo? uticaj koje proizvode heterozigoti (zbog njihove ve?e frekvencije), procjena harmoni?ne srednje vrijednosti z za sve ?tetne gene je 0,02.

6. Populaciona genetika 353

At ukupan broj letalni ekvivalenti po gameti jednaki 1,5-2,5, ovo odgovara 3-5% otkrivene smrtnosti po gameti ili 6-10% po zigoti.

Procjena ukupne stope mutacija za nepovoljne mutacije. Kao ?to je ve? navedeno, Haldane (1935) je pretpostavio postojanje genetske ravnote?e izme?u selekcije i procesa mutacije. Za dovoljno dugo vremena u svakoj generaciji, broj novonastalih mutacija trebao bi biti jednak broju ?tetnih alela izgubljenih iz populacije zbog njihove letalnosti. Odavde, stopa mutacije je tako?er procijenjena na 0,03 0,05 po gameti po generaciji. Autori su predlo?ili da se izme?u 1/2 i 2/3 stvarnog genetskog optere?enja ne mo?e otkriti analizom mrtvoro?enih i mortaliteta novoro?en?adi (na primjer, rana embrionalna smrt nije mogla biti otkrivena). Uzimaju?i ovo u obzir, dobijena je procjena ukupne stope mutacija, jednaka 0,06-0,15 po gameti. Ova vrijednost je u skladu s procjenom koju je dao M?ller u svom radu Our Load of Mutations. Me?utim, ?itatelj ne treba zaboraviti da se ova procjena zasniva na dvije pretpostavke:

1) ve?a u?estalost mrtvoro?enosti i neonatalnog mortaliteta kod potomaka srodnih brakova u odnosu na nesrodni?ke (analizirano u gore navedenom radu i dovodi do visoke vrijednosti B/A) su zaista biolo?ka posljedica krvnog srodstva;

2) smrtonosni i ?tetni geni, ?ak iu heterozigotnom stanju, smanjuju sposobnost svojih nosilaca.

Kritika zaklju?aka izvedenih iz teorije genetskog tereta odnosi se uglavnom na ove dvije pretpostavke.

Utjecaj koncepta genetskog optere?enja na razvoj genetike ljudske populacije. Svaka osoba je heterozigotna za nekoliko gena, koji ne samo da mogu dovesti do genetski uvjetovane smrti (posebno kod potomaka srodnih brakova), ve? su nepovoljni ?ak i u heterozigotnom stanju. U populaciji u velikoj stopi dolazi do stalnog pojavljivanja novih mutacija koje imaju ?tetan u?inak. Mo?emo re?i da je svaka osoba manje zdrava nego da je oslobo?ena ovih mutacija.

Koncept genetskog tereta imao je veliki uticaj na teorijsko razmi?ljanje i planiranje istra?ivanja u oblasti genetike ljudske populacije. To je djelomi?no bilo zbog privla?nosti svojstvene ovoj teoriji, budu?i da su istra?ivanja u ovom smjeru obe?ala dati rezultate op?ta ideja o problemima koji odre?uju budu?nost na?e vrste. Vjerovatno je veliku ulogu u uspjehu koncepta odigrala i nau?na reputacija grupe nau?nika koji su ga razvili: laureat nobelova nagrada M?ller, koji je napustio prou?avanje Drosophile kako bi doprinio spasenju ?ovje?anstva; poznati populacioni geneti?ar Crowe, ?ije je u?e??e garantovalo pouzdanost pristupa, i Morton, izvanredni mladi nau?nik sa svetlom budu?no??u.

Diskusije i kontroverze o konceptu genetskog tereta. Populacioni geneti?ari na?iroko raspravljaju o konceptu genetskog tereta. S jedne strane, utvr?eno je da pore?enje potomaka srodnih i nekrovnih brakova mo?e doprinijeti rje?avanju pitanja ?ta vi?e doprinosi ljudskom genetskom optere?enju - nepovoljne mutacije („optere?enje mutacijom“) ili uravnote?eni polimorfizam zbog prednosti heterozigoti („segregacijski teret“). S druge strane, pokazalo se da u nekim slu?ajevima primjena koncepta genetskog tereta dovodi do apsurdnih zaklju?aka. Trenutno, mnogi geneti?ari dijele mi?ljenje da ovaj koncept treba koristiti s oprezom. U radu je predstavljena moderna, ne?to realisti?nija verzija.

Istra?ivanje S.S. ?etverikova, N.V. Timofejev-Resovski, N.P. Dubinina, V.G. Dobzhansky je tridesetih godina pokazao ?iroku rasprostranjenost smrtonosnih mutacija u prirodi, ?to je otkri?e fenomena genetskog optere?enja. Genetsko optere?enje se mo?e definisati kao relativno smanjenje odr?ivosti pojedinaca u populaciji u pore?enju sa jedinkama sa optimalnim genotipom.

?ovjek se pokorava istim zakonima mutacijske i populacione genetike kao i svi drugi organizmi. Tako?e ima genetsko optere?enje. O tome svjedo?e ?injenice o ?irokoj rasprostranjenosti uro?enih nasljednih bolesti kod ljudi. Me?u njima su mnoge bolesti uzrokovane prisustvom recesivnih gena. U ovom slu?aju, bolesno dijete se ra?a od naizgled zdravih roditelja. Procjenjuje se da postoji oko 100 razli?itih nasljednih bolesti koje poga?aju oko 4% novoro?en?adi u svakoj generaciji. Koli?ina genetskog optere?enja i njegova priroda kod ljudi prou?ava se analizom posljedica srodnih brakova. Potomci iz braka srodnika do?ivljavaju uticaj genetskog optere?enja u vidu visokog procenta mrtvoro?enih i visoke smrtnosti do godinu dana ili vi?e. Dakle, prema zapa?anjima u Francuskoj (Satter V., 1958), mrtvoro?enih u srodnim brakovima kre?e se od 26 do 50 na 1000 ro?enih, dok me?u nero?acima - od 19 do 21 na 1000 ro?enih. Genetsko optere?enje se shva?a ne samo kao smrtonosne mutacije koje prelaze u homozigotno stanje, ve? i kao ?itav niz mutacija koje smanjuju adaptivna svojstva pojedinaca. Postoje tri tipa genetskog optere?enja u populaciji: mutacijski, uravnote?en, supstitucijski (prijelazni).

mutacijski teret nastaje kroz ponovljene mutacije. Njegov volumen je odre?en u?estalo??u mutacija u svim lokusima, daju?i negativne promjene.

Balansiran teret se de?ava kada se vr?i selekcija razli?itim pravcima djeluje na homozigote i heterozigote (primjer sa HbS).

Zamjenski teret javlja se s promjenama uvjeta okoline, kada alel, koji je prethodno davao adaptivnu normu, postaje negativan. U ovim uvjetima, frekvencije oba alela - starog, koji je izgubio adaptivnu vrijednost, i novog - su jo? uvijek prili?no visoke, ?to uzrokuje polimorfizam i primjetnu manifestaciju genetskog optere?enja zbog starog alela.

Problem genetskog optere?enja kod ljudi je od velikog zna?aja za savremenu medicinu, jer. Nasljedne bolesti su sve vi?e specifi?na gravitacija u optere?ivanju ?ove?anstva bolestima. Poznavanje genetike nasljednih bolesti, stepena zasi?enosti populacija njima, geografije patolo?kih gena neophodno je za prakti?nu medicinu. Ovi problemi su izuzetno va?ni za antropologiju, za razumevanje budu?nosti biolo?ka evolucija osoba. Pitanje genetskog optere?enja kod ljudi je od posebnog zna?aja u vezi sa problemima za?tite ?ivotne sredine od zaga?enja.

Genetska fleksibilnost (ili plasti?nost) populacija posti?e se kroz proces mutacije i kombinativnu varijabilnost. I iako evolucija ovisi o stalnoj prisutnosti genetske varijacije, jedna od njenih posljedica je pojava slabo prilago?enih jedinki u populacijama, zbog ?ega je spremnost populacija uvijek ni?a od one karakteristike optimalno prilago?enih organizama. Ovo smanjenje prosje?ne kondicije populacije zbog pojedinaca ?ija je kondicija ispod optimalne naziva se genetsko optere?enje. Kao ?to je poznati engleski geneti?ar J. Haldane napisao, karakteriziraju?i genetsko optere?enje: "Ovo je cijena koju populacija mora platiti za pravo da evoluira." On je bio prvi koji je skrenuo pa?nju istra?iva?a na postojanje genetskog optere?enja, a termin "genetsko optere?enje" uveo je 1940-ih G. Miller.

genetski teret u njegovom ?irokom smislu- ovo je svako smanjenje (stvarno ili potencijalno) sposobnosti populacije zbog genetske varijabilnosti. Dati kvantifikacija genetskog optere?enja, odre?ivanje njegovog pravog uticaja na kondiciju populacije je te?ak zadatak. Prema sugestiji F. G. Dobzhanskog (1965), osobe ?ija je kondicija vi?e od dvije standardne devijacije (-2a) ni?a od prosje?ne sposobnosti heterozigota smatraju se nosiocima genetskog optere?enja.

Uobi?ajeno je razlikovati tri vrste genetskog tereta: mutacijski, supstantivni (prijelazni) i uravnote?eni. Ukupno genetsko optere?enje se sastoji od ove tri vrste optere?enja. Optere?enje mutacijom je udio ukupnog genetskog optere?enja koje nastaje zbog mutacija. Me?utim, budu?i da je ve?ina mutacija ?tetna, prirodna selekcija je usmjerena protiv takvih alela i njihova u?estalost je niska. Odr?avaju se u populacijama uglavnom zbog novonastalih mutacija i heterozigotnih nosilaca.

Genetsko optere?enje koje proizlazi iz dinami?ke promjene frekvencija gena u populaciji u procesu zamjene jednog alela drugim naziva se supstancijalno (ili prijelazno) optere?enje. Takva supstitucija alela obi?no se javlja kao odgovor na neku promjenu uslova okoline, kada ranije nepovoljni aleli postaju povoljni, i obrnuto (primjer bi bio fenomen industrijskog mehanizma leptira u ekolo?ki nepovoljnim podru?jima). U?estalost jednog alela opada kako se frekvencija drugog pove?ava.

Uravnote?eni (stabilni) polimorfizam nastaje kada se mnoge osobine odr?avaju na relativno konstantnom nivou zbog balansiraju?e selekcije. Istovremeno, zbog uravnote?ene (uravnote?ene) selekcije, djeluju?i u suprotnim smjerovima, u populacijama se ?uvaju dva ili vi?e alela bilo kojeg lokusa, a shodno tome i razli?iti genotipovi i fenotipovi. Primjer je srpasta ?elija. Ovdje je selekcija usmjerena protiv mutantnog alela, koji je u homozigotnom stanju, ali istovremeno djeluje u korist heterozigota, ?uvaju?i ga. Stanje uravnote?enog optere?enja mo?e se posti?i u slede?im situacijama: 1) selekcija favorizuje dati alel u jednoj fazi ontogeneze, au drugoj je usmerena protiv njega; 2) selekcija pogoduje o?uvanju alela kod jedinki jednog pola i deluje protiv njega kod jedinki drugog pola; 3) u okviru istog alela razli?iti genotipovi omogu?avaju organizmima da koriste razli?ite ekolo?ke ni?e, ?to smanjuje konkurenciju i kao rezultat toga je eliminacija oslabljena; 4) u podpopulacijama koje zauzimaju razli?itim mjestima stani?te, selekcija favorizuje razli?ite alele; 5) selekcija favorizuje o?uvanje alela dok je retka i usmerena je protiv njega kada se javlja ?esto.

U?injeno je mnogo poku?aja da se procijeni stvarno genetsko optere?enje u ljudskoj populaciji, me?utim, pokazalo se da je to vrlo te?ak zadatak. Posredno se o tome mo?e suditi po stepenu prenatalnog mortaliteta i ra?anja djece sa razli?itim oblicima razvojnih anomalija, posebno od roditelja koji su u rodoljubivim brakovima, a jo? vi?e - incesta.

Genetska fleksibilnost (ili plasti?nost) populacija posti?e se kroz proces mutacije i kombinativnu varijabilnost. I iako evolucija ovisi o stalnoj prisutnosti genetske varijacije, jedna od njenih posljedica je pojava slabo prilago?enih jedinki u populacijama, zbog ?ega je spremnost populacija uvijek ni?a od one karakteristike optimalno prilago?enih organizama. Ovo smanjenje prosje?ne kondicije populacije zbog pojedinaca ?ija je kondicija ispod optimalne naziva se genetsko optere?enje. Kao ?to je poznati engleski geneti?ar J. Haldane napisao, karakteriziraju?i genetsko optere?enje: "Ovo je cijena koju populacija mora platiti za pravo da evoluira." On je bio prvi koji je skrenuo pa?nju istra?iva?a na postojanje genetskog optere?enja, a termin "genetsko optere?enje" uveo je 1940-ih G. Miller.

Genetsko optere?enje u svom naj?irem smislu je svako smanjenje (stvarno ili potencijalno) u kondiciji populacije zbog genetske varijabilnosti. Kvantifikovati genetsko optere?enje, odrediti njegov stvarni uticaj na kondiciju populacije je te?ak zadatak. Prema sugestiji F. G. Dobzhanskog (1965), osobe ?ija je kondicija vi?e od dvije standardne devijacije (-2a) ni?a od prosje?ne sposobnosti heterozigota smatraju se nosiocima genetskog optere?enja.

Genetsko optere?enje je nakupljanje smrtonosnih i subletalnih negativnih mutacija, koje uzrokuju izra?eno smanjenje vitalnosti jedinki, odnosno njihovu smrt, kada pre?u u homozigotno stanje.

"Degeneracija" je pogor?anje fenotipskih karakteristika potomstva uo?eno tokom inbreedinga.

U vi?e strogi smisao genetsko optere?enje u populacionoj genetici je izraz smanjenja selektivne vrijednosti za populaciju u odnosu na ono ?to bi populacija imala da svi pojedina?ni organizmi odgovaraju najpovoljnijem genotipu. Obi?no se izra?ava kao prosje?na kondicija u pore?enju sa maksimalnom kondicijom.

Dio genetskog optere?enja je optere?enje mutacijom. Genetsko optere?enje se smatra mjerom nesposobnosti populacije da se pona?a u uvjetima okoline. Procjenjuje se na osnovu razlike u fitnesu stvarne populacije - u odnosu na fitnes zami?ljene, maksimalno prilago?ene populacije. Vrijednost genetskog optere?enja obi?no je u rasponu od 0< L < 1, где 0 -- отсутствие генетического груза.

Matemati?ki opis:

Uzmite u obzir gen s alelima koji imaju prosje?nu sposobnost i frekvenciju alela. Ako ne uzmemo u obzir kondiciju koja ovisi o frekvenciji alela, genetsko optere?enje () mo?e se izra?unati po formuli:

gdje je maksimalna vrijednost fitnesa i prosje?na kondicija, koja se izra?unava kao prosjek svih sposobnosti pomno?en sa frekvencijom odgovaraju?eg alela

gdje je alel - i karakterizira se u?estalo??u i kondicijom i, respektivno.

Ako, onda (1) pojednostavljuje na

Primjeri genetskog optere?enja u ljudskoj populaciji su aleli mutantnih oblika hemoglobina - Hemoglobin C i Hemoglobin S.

Uobi?ajeno je razlikovati tri vrste genetskog tereta: mutacijski, supstantivni (prijelazni) i uravnote?eni. Ukupno genetsko optere?enje se sastoji od ove tri vrste optere?enja. Optere?enje mutacijom je udio ukupnog genetskog optere?enja koje nastaje zbog mutacija. Me?utim, budu?i da je ve?ina mutacija ?tetna, prirodna selekcija je usmjerena protiv takvih alela i njihova u?estalost je niska. Odr?avaju se u populacijama uglavnom zbog novonastalih mutacija i heterozigotnih nosilaca.

Genetsko optere?enje koje proizlazi iz dinami?ke promjene frekvencija gena u populaciji u procesu zamjene jednog alela drugim naziva se supstancijalno (ili prijelazno) optere?enje. Takva supstitucija alela obi?no se javlja kao odgovor na neku promjenu uslova okoline, kada ranije nepovoljni aleli postaju povoljni, i obrnuto (primjer bi bio fenomen industrijskog mehanizma leptira u ekolo?ki nepovoljnim podru?jima). U?estalost jednog alela opada kako se frekvencija drugog pove?ava.

Uravnote?eni (stabilni) polimorfizam nastaje kada se mnoge osobine odr?avaju na relativno konstantnom nivou zbog balansiraju?e selekcije. Istovremeno, zbog uravnote?ene (uravnote?ene) selekcije, djeluju?i u suprotnim smjerovima, u populacijama se ?uvaju dva ili vi?e alela bilo kojeg lokusa, a shodno tome i razli?iti genotipovi i fenotipovi. Primjer je srpasta ?elija. Ovdje je selekcija usmjerena protiv mutantnog alela, koji je u homozigotnom stanju, ali istovremeno djeluje u korist heterozigota, ?uvaju?i ga. Stanje uravnote?enog optere?enja mo?e se posti?i u slede?im situacijama: 1) selekcija favorizuje dati alel u jednoj fazi ontogeneze, au drugoj je usmerena protiv njega; 2) selekcija pogoduje o?uvanju alela kod jedinki jednog pola i deluje protiv njega kod jedinki drugog pola; 3) u okviru istog alela razli?iti genotipovi omogu?avaju organizmima da koriste razli?ite ekolo?ke ni?e, ?to smanjuje konkurenciju i kao rezultat toga je eliminacija oslabljena; 4) u subpopulacijama koje zauzimaju razli?ita stani?ta, selekcija favorizuje razli?ite alele; 5) selekcija favorizuje o?uvanje alela dok je retka i usmerena je protiv njega kada se javlja ?esto.

U?injeno je mnogo poku?aja da se procijeni stvarno genetsko optere?enje u ljudskoj populaciji, me?utim, pokazalo se da je to vrlo te?ak zadatak. Posredno se o tome mo?e suditi po stepenu prenatalnog mortaliteta i ra?anja djece sa razli?itim oblicima razvojnih anomalija, posebno od roditelja koji su u rodoljubivim brakovima, a jo? vi?e - incesta.